变面门式刚架结构的几何非线性性能研究

近年来,变截面轻型钢结构门式刚架在钢结构建筑中应用相当广泛,本文基于有限元基本理论推导了考虑剪切变形影响的变截面平面梁元的切线刚度矩阵,并编制了相应的变截面门式刚架的几何非线性分析程序,应用该程序,讨论了屋面均布菏载作用下变截面门式刚架的整体稳定性能;给出了相应的菏载一位移曲线。     

变截面门式刚架的几何非线性性能

基于二维等截面梁元几何非线性有限元理论，按照更改的拉格朗日列式法，推导了等截面梁元弹性刚度矩阵与几何刚度矩阵，并推广到变截面梁元；通过对刚架几何非线性性能的分析，结果表明刚架刚度、刚架高度以及水平荷载对刚架几何非线性的影响较大。     

变截面门式刚架的几何非线性性能

基于二维等截面梁元几何非线性有限元理论,按照更改的拉格朗日列式法,推导了等截面梁元弹性刚度矩阵与几何刚度矩阵,并推广到变截面梁元;通过对刚架几何非线性性能的分析,结果表明刚架刚度、刚架高度以及水平荷载对刚架几何非线性的影响较大。     

门式刚架优化设计方法研究

门式刚架梁柱截面的选择规律性不强，不同的设计者会设计出不同的结果，用钢量差异很大．论文以(门式刚架轻型房屋钢结构技术规程)为基础，针对山形变截面门式刚架，采用遗传算法，并用MATLAB语言编制了结构优化程序PFGA．算例表明，该优化方法算法简便，编程简单，可获得全局最优解，优化效果明显．     

考虑蒙皮效应门式刚架的空间受力性能

门式刚架中,压型钢板在做屋面维护结构的同时,还承受维护结构平面内的荷载。利用ANSYS有限元分析软件,针对相对于刚架可以滑移的蒙皮,考虑几何非线性和滑移非线性,对不考虑蒙皮作用的一般门式刚架和考虑蒙皮效应的门式刚架进行分析,研究结构的内力分布规律和变形情况,通过对比分析蒙皮作用对结构的贡献。     

在荷载作用下变截面门式刚架的优化设计

利用变截面单元beam54离散变截面门式刚架,建立了变截面门式刚架的有限元模型、优化参数模型和在荷载直接作用下的优化数学模型,运用ANSYS的一阶优化算法求解该数学模型获得变截面门式刚架的最优设计,算例表明该方法的优化效果显著,并且效率高,能节省一定钢材,是门式刚架轻量化设计有力的计算机辅助设计方法。     

门式刚架轻钢结构平面内整体稳定分析中的几个问题

针对现行规程对于轻型门式刚架钢结构稳定设计中存在的不足，用有限元法进行了平面内体稳定研究。提出了无侧移刚架的整体稳定的计算长度系数，讨论了在非对称作用下轻型门式刚架结构平面内整体稳定性，研究了主弯矩对于轻型门式刚架的影响，给出了轻型门式刚架平面内整体稳定的计算公式。研究结果可作为轻型门式刚架钢结构稳定设计的参考。     

铰接变截面山形门式刚架的拱效应影响

通过考虑铰接变截面山形门式刚架拱效应的影响,把楔形变截面梁柱等效成等截面梁柱,然后分别确定柱的计算长度、梁端内力和临界荷载,得出考虑拱效应作用下的铰接变截面山形门式刚架的计算长度系数是增大的、梁端内力和变截面柱的临界荷载是减小的结论.此结论与实践中得出的结论相吻合.     

冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载力影响因素

为研究冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载力,提出梁-弹簧单元模拟冷弯薄壁型钢门式刚架节点工作性能和考虑构件初始几何缺陷影响的有限元模拟分析法,研究冷弯薄壁型钢门式刚架在竖向荷载作用下的变形性能及破坏特征。对已有冷弯薄壁型钢门式刚架试验模型进行模拟分析的结果显示,有限元计算结果与试验结果吻合较好。通过改变构件的腹板厚度和翼缘宽度、节点板厚度、刚架梁坡度、柱脚刚度等因素计算刚架极限承载力,计算结果表明,增大前述各个参数值均可以提高冷弯薄壁型钢门式刚架的极限承载力。     

门式刚架控制截面尺寸和内力对节点设计影响

通过罚函数对单跨铰接变截面门式刚架的优化截面尺寸和内力对节点螺栓、端板设计的影响分析发现,优化设计强调了刚架腹板高度的利用,且有效地改善控制截面内力的合理分布。但端板厚度用目前我国现行的CECS102．2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》设计时,由于必须保证其厚度大于16mm,致使不能有效地减少端板用钢量的投入。如果采用EUROCODE3欧洲钢结构规范,则在刚架优化设计条件下,节点端板用材的节省效果将是明显的,在文章的算例中,C,B两节点的用材是传统设计条件下的80．78％。随着端板设计厚度的合理减小,还可以改变节点在反复荷载下的滞回曲线,有利于结构的抗震作用。建议相关部门在下一轮的规范或规程制定时,注意吸收国外的设计理念。     

考虑粘结滑移的型钢混凝土结构ANSYS模拟方法研究

介绍了采用ANSYS程序对型钢混凝土(SRC)结构进行非线性有限元数值模拟的实用技术和方法.结合型钢混凝土梁试验试件的数值模拟全过程,对采用ANSYS程序进行型钢混凝土结构数值模拟所涉及到的材料模型定义、几何模型建立、钢筋单元生成、约束条件、粘结滑移模拟、加载控制、计算参数设定以及后处理等问题均进行了全面介绍.重点介绍了型钢混凝土结构ANSYS数值模拟的建模技术和方法,并介绍了采用非线性弹簧单元(Combination39单元)对型钢混凝土结构粘结滑移进行准确模拟的实用方法.文中型钢混凝土梁ANSYS的数值模拟结果与试验结果吻合较好,表明本文提出的型钢混凝土结构ANSYS数值模拟技术可行,可为型钢混凝土结构的数值模拟技术研究、工程设计和理论研究提供有益的依据和参考.     

钢管混凝土拱桥几何非线性分析

基于组合材料框架元的概念并在有效地考虑钢筋中混凝土主时变特性及赤道持的基础上，提出了钢筋混凝土拱桥的几何非线性分析方法，最后给出验证性算例，并分析了实桥几何非线性的影响。     

平面钢结构的几何非线性分析

高层钢框架结构体系由于其高宽比较大，柱截面尺寸相对较小，则当其承受较大的竖向荷载时，几何非线性的P－Delta效应将成为影响结构工作性能的主要因素，本文以高层钢框架为研究对象，应用非线性连续介质力学的有限变形理论和泛函和势能驻值原理，建立了U．L．列式的结构几何非线性刚度方程和相应的有限元方法，可用于高层钢框架结构的几何非线性分析计算。本文方法克服了经典梁柱理论的稳定函数法在轴力为拉，压和零时刚度系数表达式各异的不便，通过一榀典型钢框架的几何非线性分析，说明了本文方法的实际应用和可靠性，算例表明，对于多高层钢框架结构，P－Delta效应的影响不应忽略。     

考虑初始缺陷的厚壁冷弯方钢管柱承载力研究

运用ANSYS有限元软件,在综合考虑初始几何缺陷、残余应力、冷弯效应等因素的基础上,分析了厚壁冷弯方钢管轴心压杆的极限承载力,得出其稳定系数,并与《钢结构设计规范》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的计算结果进行对比,提出了厚壁冷弯方钢管轴心压杆稳定系数的初步确定方法。     

轴向受力钢构件的弹塑性稳定及滞回性能分析的有限元方法

采用有限分割有限元、ＶｏｎＭｉｓｅｓ屈服准则和随动强化准则的方法轴向受力钢构件的几何,物理非线性的理论推导与程序编制。选取向向受力的钢构件进行单向和循环加载,算例表明,只要给出构件尺寸与钢材本构关系就可以得到轴向受力钢构件的弹塑失稳全过程曲线和弹塑性滞回归性曲线。该方法虽然计算工作量稍大,但比较直观准确。     

大宁河大桥主桥结构极限承载力分析

特征值屈曲分析只可预测一个理想线弹性结构的理论屈曲强度,材料非理想性与几何非线性使得大多数结构无法达到它们理论强度极值.极限承载力破坏是伴随结构的材料非线性和几何非线性共同发生的,有些重要结构在无法了解结构在复杂荷载作用下的临界荷载时只能靠放大安全系数来保证结构的安全,这样进行结构的设计和建造,存在较大的盲目性,势必造成大量的隐患和浪费.以一座大跨钢箱拱桥为例,通过建立空间杆系模型,考虑多种荷载布置方式以及温度影响,对结构极限承载力进行了研究,为大跨钢箱拱桥设计和评价提供了一定的理论依据.     

大跨度拱支网壳结构体系及静力性能研究

拱支网壳结构体系是在综合了网壳(网架)及拱结构等的优点的基础上,构思出的一种新型大跨空间结构形式．论述了该结构形式的合理性,提出了该结构体系具有代表性的多种结构形式．再与纯单层网壳对比,就该结构体系的静力性能进行比较分析,并对三个缩尺模型的静力稳定作了试验研究．结果表明该杂交结构能充分发挥两种结构形式的受力特点,整体受力性能在极限承载力、缺陷敏感性、结构延性等方面都得到明显改善,显示出该新型杂交结构体系将具有较广阔的应用前景．     

带偏心钢支承钢筋砼框架动力反应(英文)

用动力分析软件对带偏心钢支撑钢筋砼二层框架结构进行了分析,单元模型建立时考虑了材料非线性和轴力与弯矩的相互作用.钢筋砼模型为三折线,钢支撑用非对称双线性模型.从地震动作用下的地震反应知,X-型支撑和K-型支撑有较小的位移、速度和柱剪力.偏心支撑框架有2个途径传递地震反应：柱和支撑与梁.     

预应力混凝土框架结构的非线性分析

预应力钢筋的存在改变了混混土结构的受力特点,普通混凝土结构的分析方法不能充分考虑预就风筋的影响。本文针对预应力混凝土框架结构特点,提出一种适用于分析预应力分析预应力混凝土框架结构的模型。该模型以杆单元模型为基础,考虑箍筋和截面剪力分布,几何非线性和材料非线性,混凝土开裂破坏,以及粘结应力。通过尖力混凝土框架试验对该模型进行了验证。     

Theoretical analysis and numerical simulation on behaviour properties of large span cable-supported structures under fire conditions

Large span cable-supported structures have been developed rapidly in China, and they always adopt high-strength steel cables as structural members. However, the modulus of elasticity and yield strength of steel material will decrease seriously under fire conditions while fire protection is unlikely to be provided for steel cable. Several typical large span cable-supported structures such as cable truss, beam string structure and prestressed cable net are studied on their structural behaviour in this paper. Theoretical formulae are derived in terms of geometrical and material nonlinearity with high temperature effect. Finite element models are also established to simulate the structural performance under fire conditions. The calculation formulae for fire-resisting design are suggested for these three types of structures, while displacement and prestressed force variation rules are also given.